GUA NO MEIO URBANO

Dr. Carlos E. M. TucciProfessor Titular

Instituto de Pesquisas HidrulicasUniversidade Federal do Rio Grande do Sul

Captulo 14 do Livro gua Doce

Dezembro de 1997

2Sumrio

1. Caractersticas do desenvolvimento urbano ....................... 3

2. Impacto no escoamento do desenvolvimento urbano ......... 5

2.1 Tipos de Enchentes ....................................................................................................5 2.2 Impacto no ciclo hidrolgico .....................................................................................5 2.3 Impacto Ambiental sobre o ecossistema aqutico ..................................................7 2.4 Enchentes em reas ribeirinhas ...............................................................................11

3. Mananciais Urbanos ............................................................. 14

3.1 Caracterizao dos Mananciais urbanos ...................................................................14 3.2 Contaminao dos Mananciais ...................................................................................16 3.3 Proteo dos Mananciais ............................................................................................16

4. Controle do Impacto da Urbanizao .................................. 20

4.1 Princpios .......................................................................................................................204.2 Controle de Cheias nas reas ribeirinhas ..................................................................21 4.2.1 Medidas Estruturais ................................................................................................21 4.2.2 Medidas No-Estruturais ........................................................................................214.3 Controle de Enchentes em reas urbanizadas ...........................................................24 4.3.1 Quantificao do impacto da urbanizao sobre o escoamento ........................24 4.3.2 Medidas de Controle ...............................................................................................254.4 Plano Diretor de Drenagem Urbana ............................................................................35

3A gua no meio urbano tem vrios aspectos. O primeiro, que qualquer pessoa temsempre na mente, o do abastecimento da populao. No entanto, vrios outros aspectosdevem ser considerados, principalmente com o aumento e a densificao populacional que omundo vem sofrendo nesse sculo.

Com o crescimento populacional e a densificao fatores como a poluio domstica eindustrial se agravaram, criando condies ambientais inadequadas, propiciando odesenvolvimento de doenas de veiculao hdrica, poluio do ar e sonora, aumento detemperatura, contaminao da gua subterrnea entre outros. Esse processo que se agravouprincipalmente partir do final da dcada de 60, mostrou que o desenvolvimento urbano semqualquer planejamento ambiental resulta em prejuzos significativos para sociedade.

Atualmente tem sido previsto que a crise do prximo sculo dever ser a da gua,principalmente pelo aumento de consumo e deteriorizao dos mananciais existentes que tmcapacidade finita. Isto se deve principalmente devido a contaminao dos mananciais urbanosatravs do despejo dos efluentes domsticos e industriais e dos esgotos pluviais.

Nesse captulo so tratados de forma resumida o seguinte:

os principais aspectos do desenvolvimento urbano para caracterizar a sua evoluo: escoamento no meio urbano e sua interao com o uso do solo, identificando os

principais impactos devido a urbanizao no escoamento e o impacto doescoamento sobre a populao que ocupa espaos inadequados;

os mananciais urbanos sua proteo frente aos diferentes potenciais impactos e; a medidas de controle do escoamento no meio urbano.

Os aspectos que tratam do abastecimento de gua e medidas de tratamento do esgotocloacal so tratados no captulo xxx.

1. Caractersticas do desenvolvimento urbano

No incio desse sculo, a populao urbana compunha cerca de 15% da populaomundial. No final desse sculo est previsto que 50% da populao mundial estar emcidades. Nos pases desenvolvidos como Estados Unidos a urbanizao j atinge 94% dapopulao. Isso conseqncia natural do desenvolvimento econmico, onde o setor primriorepresenta apenas 2% da economia. Nos pases em desenvolvimento existe um aceleradoprocesso de urbanizao. Na America Latina e no Caribe a populao urbana cresce a taxasde 3 a 5% ano. No ano 2000 previsto que cerca de seis cidades devero ultrapassar 10milhes de habitantes e de 30 a 35 cidades devero ter populao superior a 1 milho (Foster,1986).

O Brasil apresentou, ao longo das ltimas dcadas, um crescimento significativo dapopulao urbana (figura 1.1). A taxa da populao urbana brasileira de 76%. O processo deurbanizao acelerado ocorreu depois da dcada de 60, gerando uma populao urbana comuma infra-estrutura inadequada. previsto que o Brasil ter pelo menos duas cidades commais de 10 milhes de habitantes no ano 2000, sendo que atualmente, pelo menos 12,possuem mais do que 1 milho. Alguns Estados brasileiros j apresentam caractersticas deurbanizao de pases desenvolvidos, como So Paulo onde 91% da populao urbana.

O desenvolvimento urbano brasileiro tem sido concentrado em Regies Metropolitanasna capital dos Estados e cidades plos regionais. O pas reduziu fortemente o crescimentopopulacional, chegando atualmente a valores de 1,4% ao ano, em mdia.

Os efeitos desse processo, fazem-se sentir sobre todo o aparelhamento urbano relativo arecursos hdricos: abastecimento de gua, transporte e tratamento de esgotos cloacal epluvial.

O planejamento urbano, embora envolva fundamentos interdisciplinares, na prtica realizado dentro de um mbito mais restrito do conhecimento. O planejamento da ocupao doespao urbano no Brasil, no tem considerado aspectos fundamentais, que trazem grandestranstornos e custos para a sociedade e para o ambiente.

O desenvolvimento urbano brasileiro tem produzido aumento significativo na freqnciadas inundaes, na produo de sedimentos e na deteriorao da qualidade da gua.

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Figura 1.1 Evoluo da urbanizao no Brasil e no Mundo (Fonte: Mega-cities appud Folha de

So Paulo 4/2/1996)

A medida que a cidade se urbaniza, em geral, ocorrem os seguintes impactos:

aumento das vazes mximas (em at 7 vezes, Leopold,1968) devido ao aumentoda capacidade de escoamento atravs de condutos e canais e impermeabilizao dassuperfcies;

aumento da produo de sedimentos devido a desproteo das superfcies e aproduo de resduos slidos (lixo);

e a deteriorao da qualidade da gua, devido a lavagem das ruas, transporte dematerial slido e as ligaes clandestinas de esgoto cloacal e pluvial.

Adicionalmente, existem os impactos da forma desorganizada como a infra-estruturaurbana implantada, tais como: (i) pontes e taludes de estradas que obstruem o escoamento;(ii) reduo de seo do escoamento aterros; (iii) deposio e obstruo de rios, canais econdutos de lixos e sedimentos; (iii) projetos e obras de drenagem inadequadas.

Esses impactos tm produzido um ambiente degradado, que nas condies atuais darealidade brasileira somente tende a piorar. Esse processo, infelizmente no est sendocontido, mas est sendo ampliado a medida que os limites urbanos aumentam ou adensificao se torna intensa. A gravidade dessa tendncia ocorre principalmente nas mdiase grandes cidades brasileiras. A importncia desse impacto est latente atravs da imprensa eda TV, onde se observa, em diferentes pontos do pas, cenas de enchentes associadas adanos materiais e humanos.

As aes pblicas atuais, em muitas cidades brasileiras, esto indevidamente voltadaspara medidas estruturais com viso pontual. A canalizao tem sido extensamente utilizadapara transferir a enchente de um ponto a outro na bacia, sem que sejam avaliados os efeitos ajusante ou os reais benefcios da obras. Os custos de canais revestidos, freqentementeutilizados nas reas mais urbanizadas, so de: US $ 1,7 milhes/ km em Porto Alegre, paracanais de pequena largura (DEP apud Pedrosa, 1996); a 50,0 milhes/km, para um canalretangular de 17 m de largura e cerca de 7 m de profundidade com paredes estruturadas noRibeiro dos Meninos em So Paulo.

O prejuzo pblico dobrado, j que alm de no resolver o problema, os recursos sogastos de forma equivocada. Esta situao ainda mais grave quando se soma o aumento deproduo de sedimentos (reduz a capacidade dos condutos e canais) e a qualidade da guapluvial (associada aos resduos slidos).

Estas condies so decorrentes, na maioria das cidades, do seguinte: (i) da falta deconsiderar o planejamento da rede cloacal e pluvial e da ocupao das reas de risco quandose formulam os Planos Diretores de Desenvolvimento Urbano; (ii) o gerenciamento inadequadoda implantao das obras pblicas e privadas no ambiente.

52. Impacto no Escoamento do desenvolvimento urbano

2.1 Tipos de Enchentes

As enchentes em reas urbanas so devido a dois processos, que ocorrem isoladamenteou de forma integrada:

enchentes devido urbanizao: so o aumento da freqncia e magnitude dasenchentes devido a ocupao do solo com superfcies impermeveis e rede decondutos de escoamentos. Adicionalmente o desenvolvimento urbano pode produzirobstrues ao escoamento como aterros e pontes, drenagens inadequadas eobstrues ao escoamento junto a condutos e assoreamento;

enchentes em reas ribeirinhas - as enchentes naturais que atingem a populaoque ocupa o leito maior dos rios. Essas enchentes ocorrem, principalmente peloprocesso natural no qual o rio ocupa o seu leito maior, de acordo com os eventosextremos, em mdia com tempo de retorno da ordem de 2 anos (figura 2.1).

Figura 2.1 Caracterizao dos leitos de escoamento

2.2 Impacto no ciclo hidrolgico

O desenvolvimento urbano altera a cobertura vegetal provocando vrios efeitos quealteram os componentes do ciclo hidrolgico natural. Com a urbanizao, a cobertura da bacia alterada para pavimentos impermeveis e so introduzidos condutos para escoamentopluvial, gerando as seguintes alteraes no referido ciclo:

1. Reduo da infiltrao no solo;2. O volume que deixa de infiltrar fica na superfcie, aumentando o escoamento superficial.

Alm disso, como foram construdos condutos pluviais para o escoamento superficial,tornando-o mais rpido, ocorre reduo do tempo de deslocamento. Desta forma asvazes mximas tambm aumentam, antecipando seus picos no tempo (figura 2.2);

3. Com a reduo da infiltrao, o aqfero tende a diminuir o nvel do lenol fretico por faltade alimentao (principalmente quando a rea urbana muito extensa), reduzindo oescoamento subterrneo. As redes de abastecimento e cloacal possuem vazamentos quepodem alimentar o aqferos, tendo efeito inverso do mencionado;

4. Devido a substituio da cobertura natural ocorre uma reduo da evapotranspirao, jque a superfcie urbana no retm gua como a cobertura vegetal e no permite aevapotranspirao das folhagens e do solo;

Na figura 2.2 so caracterizadas as alteraes no uso do solo devido a urbanizao eseu efeito sobre o hidrograma e nos nveis de inundao.

6Figura 2.2 Caractersticas das alteraes de uma rea rural para urbana (Schueler, 1987).

7Essas so as principais alteraes no balano hdrico quantitativo. A proporo comoesses valores se alteram variam de acordo com as condies de cada localidade em funo dotipo de solo, cobertura, geologia, pluviosidade e clima. Na tabela 2.1 apresentado umexemplo quantitativo para um clima temperado. Para uma localidade onde a cobertura rochosa e impermevel provavelmente as alteraes relativas sero menores. No entanto, parabacias onde o escoamento superficial insignificante o impacto poder ser maior.

O impacto da urbanizao mais significativo para precipitaes de maior freqnciaonde o efeito da infiltrao mais importante. Para precipitaes de baixa freqncia (altotempo de retorno) a relao entre as condies naturais e com urbanizao so relativamentemenores. A tendncia de que a medida que aumenta o risco diminua a diferena relativaentre as vazes mximas pr-urbana e urbana. Para uma enchente de risco alto a proporoda precipitao que infiltra sobre o total precipitado diminui pois a infiltrao tende a ser amesma, independentemente da precipitao, j que esta maior que a capacidade deinfiltrao. Como a rede de pluviais est dimensionada para riscos pequenos, ocorremalagamentos que funcionam como amortecedores, tambm observados nas condies naturaisdas bacias.

Tabela 2.1 Variao do balano hdrico com aurbanizao num clima temperado, em % daprecipitao total (OECD,1986)Elementos dos Balano Pr-urbano

%Urbano%

Evapotranspirao 40 25Escoamento superficial 10 43Escoamento subterrneo 50 32total do escoamento 60 75

Yoshimoto e Suetsugi (1990) apresentaram resultados do aumento da urbanizaonuma bacia na vizinhana de Tquio ao longo de um perodo longo. Na figura 2.3 pode-seobservar a variao do tempo de concentrao, rea impermevel e hidrograma ao longo dosanos de desenvolvimento da bacia.

O impacto quantitativo sobre a vazo mxima foi estimado para uma bacia de 1 mi2 porLeopold (1968). O referido autor estabeleceu o aumento da vazo mdia mxima de cheia combase no aumento da percentagem de rea impermevel e de condutos, apresentado na figura2.4. Pode-se observar dessa figura que o aumento da vazo mxima de uma bacia urbanizadapode chegar, para valores limites superiores, a seis vezes a vazo mxima natural.

Para avaliar o impacto da urbanizao na Regio Metropolitana de Curitiba, Tucci (1997)utilizou os dados de bacias rurais e urbanas. Na figura 2.5 apresentada a relao entre avazo mdia de enchente e a rea da bacia para postos localizados no rio Iguau e seusafluentes. Nessa figura, o ponto que se distancia da tendncia, na parte superior, se refere abacia do rio Belm, com 42 km2, 100% urbanizada, com cerca de 60% de reas impermeveis.Os dois pontos um pouco acima da reta so de duas outras bacias (Palmital, 7% e Atuba, 15%de reas impermeveis), que esto em processo de urbanizao.

Nas demais bacias, pode-se considerar desprezvel o nvel da urbanizao, secomparado com a bacia total. Utilizando a funo ajustada com base nos rios no urbanizados,pode-se estimar qual seria a vazo mdia de cheia para o rio Belm, em condies de pr-desenvolvimento. A relao entre a vazo urbanizada e de pr-desenvolvimento de 6 vezes.

2.3 Impacto Ambiental sobre o ecossistema aqutico

Com o desenvolvimento urbano vrios elementos antrpicos so introduzidos na baciahidrogrfica que atuam sobre o ambiente. Alguns dos principais problemas so discutidos aseguir:

8Aumento da Temperatura

As superfcies impermeveis absorvem parte da energia solar aumentando atemperatura ambiente, produzindo ilhas de calor na parte central dos centros urbanos, ondepredomina o concreto e o asfalto. O asfalto, devido a sua cor, absorve mais energia devido aradiao solar do que as superfcies naturais e o concreto, a medida que a sua superfcieenvelhece tende a escurecer e aumentar a absoro de radiao solar.

Figura 2.3 Resultados da evoluo urbana na bacia Tsurumi(Yoshimoto e Suetsugi,1990)

O aumento da absoro de radiao solar por parte da superfcie aumenta a emisso deradiao trmicas de volta para o ambiente, gerando o calor. O aumento de temperaturatambm cria condies de movimento de ar ascendente que pode criar de aumento deprecipitao. Silveira (1997) mostra que a parte central de Porto Alegre apresenta maior ndicepluviomtrico que a sua periferia, atribuindo essa tendncia a urbanizao. Como na reaurbana as precipitaes crticas so as mais intensas de baixa durao, esses condiescontribuem para agravar as enchentes urbanas.

Aumento de Sedimentos e Material Slido

Durante o desenvolvimento urbano, o aumento dos sedimentos produzidos pela baciahidrogrfica significativo, devido s construes, limpeza de terrenos para novosloteamentos, construo de ruas, avenidas e rodovias entre outras causas. Na figura 2.6 pode-se observar a tendncia de produo de sedimentos de uma bacia nos seus diferentesestgios de desenvolvimento.

9Figura 2.4 Efeito da urbanizao sobre a vazo mdia de enchente numa rea de 1 mi2

(Leopold, 1968)

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1 10 100 1000 10000

rea da bacia em km2

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m3/s

Figura 2.5 Vazo mdia de enchente, Q funo da rea das bacias para postos naRegio Metropolitana de Curitiba.

As principais conseqncias ambientais da produo de sedimentos so as seguintes:

1. assoreamento da drenagem, com reduo da capacidade de escoamento de condutos, riose lagos urbanos. A lagoa da Pampulha um exemplo de um lago urbano que tem sidoassoreado. O arroio Dilvio em Porto Alegre, devido a sua largura e pequena profundidade,durante as estiagens, tem depositado no canal a produo de sedimentos da bacia e criadovegetao, reduzindo a capacidade de escoamento durante as enchentes;

2. transporte de poluente agregado ao sedimento, que contaminam as guas pluviais

A medida que a bacia urbanizada, e a densificao consolidada, a produo desedimentos pode reduzir (figura 2.7) , mas um problema ainda maior tende a se agravar, que a produo de lixo. O lixo obstrui ainda mais a drenagem e cria condies ambientais aindapiores. Esse problema somente minimizado com adequada freqncia da coleta e educaoda populao com multas pesadas.

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Figura 2.6 Relao entre rea de drenagem, produo de sedimentos e atividade deconstruo (Wolman et al., 1967)

Qualidade da gua Pluvial

A qualidade da gua do pluvial no melhor que a do efluente de um tratamentosecundrio. A quantidade de material suspenso na drenagem pluvial superior encontradano esgoto in natura. Esse volume mais significativo no incio das enchentes.

Os esgotos podem ser combinados (cloacal e pluvial num mesmo conduto) ou separados( rede pluvial e cloacal separadas). No Brasil, a maioria das redes do segundo tipo; somenteem reas antigas de algumas cidades existem sistemas combinados. Atualmente, devido afalta de capacidade financeira para ampliao da rede de cloacal, algumas prefeituras tempermitido o uso da rede de pluvial para transporte do cloacal, o que pode ser uma soluoinadequada a medida que esse esgoto no tratado, alm de inviabilizar algumas solues decontrole quantitativo do pluvial.

A qualidade da gua da rede de pluviais depende de vrios fatores: da limpeza urbana esua freqncia, da intensidade da precipitao e sua distribuio temporal e espacial, da pocado ano e do tipo de uso da rea urbana. Os principais indicadores da qualidade da gua so osparmetros que caracterizam a poluio orgnica e a quantidade de metais. Na tabela 2.2 soapresentados os valores dos parmetros tpicos medidos para algumas cidades.

Contaminao de aqferos

As principais condies de contaminao dos aqferos urbanos so devido aoseguinte:

1. Aterros sanitrios contaminam as guas subterrneas pelo processo natural deprecipitao e infiltrao. Deve-se evitar que sejam construdos aterros sanitrios em reasde recarga e deve-se procurar escolher essas reas com baixa permeabilidade. Os efeitosda contaminao nas guas subterrneas devem ser examinados quando da escolha dolocal do aterro;

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2. Grande parte das cidades brasileiras utilizam fossas spticas como destino final do esgoto.Esse conjunto tende a contaminar uma parte superior do aqfero. Essa contaminaopode comprometer o abastecimento de gua urbano quando existe comunicao entrediferentes camadas dos aqferos atravs de percolao e de perfurao inadequada dospoos artesianos;

3. A rede de condutos de pluviais pode contaminar o solo atravs de perdas de volume noseu transporte e at por entupimento de trechos da rede que pressionam a guacontaminada para fora do sistema de condutos.

Tabela 2.2 Valores mdios de parmetros de qualidade da gua de pluviais em mg/lParmetro Durham

(1)Cincinatti(2)

Tulsa (3) P. Alegre(4)

APWA (5)Mnimo mximo

DBO 19 11,8 31,8 1 700Slidos totais 1440 545 1523 450 14.600PH 7,5 7,4 7,2Coliformes (NMP/100 ml)23.000 18.000 1,5x107 55 11,2x107

Ferro 12 30,3Chumbo 0,46 0,19Amnia 0,4 1,01.Colson (1974; 2 Weibel et al. (1964); 3 AVCO (1970), 4 Ide (1984); 5 APWA (1969)

Figura 2.7 Variao da produo de sedimentos emdecorrncia do desenvolvimento urbano (Dawdy, 1967)

2.4 Enchentes em reas ribeirinhas

As cidades, no passado, localizavam-se prximas a rios de mdio e grande porte, parauso do transporte fluvial. A parcela do leito maior ocupada pela populao sempre dependeuda memria dos habitantes e da freqncia com que as enchentes ocorriam. Uma seqnciade anos sem inundao motivo para que a sociedade pressione, para ocupar o leito maior dorio.

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Na cidade de Blumenau existem registros de cotas de inundaes que atingem o leitomaior desde 1852. No perodo de 1912 a 1982 (71 anos), no ocorreu nenhuma enchente comcota superior a 13,00 m. Nos anos mencionados a seguir ocorreram cotas muito superiores amencionada: em 1852 16,50m, em 1880 17,10m, em 1911 16,90m - 71 anos - 1983 15,34m eem 1984 15,50m. No perodo de baixas enchentes, houve grande ocupao do vale deinundao, o que resultou em significativos prejuzos com a enchente de 1983, representando16% do PIB da poca de Santa Catarina. A Cia. Hering, fundada no ano da maior enchente,1880, manteve na memria o nvel dessa enchente (17,10 m), sempre buscou espaos emcotas acima da mencionada, e no sofreu com as inundaes posteriores. As informaessobre as enchentes existem, mas necessrio utiliz-la tecnicamente no planejamento dacidade.

Outro exemplo a cidade de Porto Alegre. A grande enchente deste sculo foi em 1941,e atingiu grande parte do centro da cidade e algumas reas ribeirinhas. Em 1967, ocorreu umaenchente de menor porte, mas, depois dessa data, no houve nenhuma cheia importante. Nadcada de 70 foi construdo um sistema de diques de proteo para a cidade. A necessidadedesse sistema de proteo vem sendo questionada por parte significativa da populao porqueh muitos anos no ocorre nenhuma enchente que atinja a cota de proteo. Essa falsa idiade segurana pode representar custos altos se a proteo for removida, como deseja parte dapopulao.

Em algumas cidades onde a freqncia de inundao alta, as reas de risco soocupadas por subhabitaes, porque representam espao urbano pertencente ao poder pblicoou desprezado economicamente pelo poder privado. A defesa civil , constantemente,acionada para proteger essa parte da populao. A questo com a qual o administradormunicipal depara-se, nesse caso, que, ao transferir essa populao para uma rea segura,outros se alojam no mesmo lugar, como resultado das dificuldades econmicas e dasdiferenas sociais.

Devido a tais impactos, a populao pressiona seus dirigentes por solues do tipoestrutural, como canalizao, barragens, diques, etc. Essas obras, em geral, tm um custo queos municpios e, muitas vezes, os Estados, no tm condies de suportar. At 1990, o DNOS- Departamento Nacional de Obras e Saneamento -, a nvel federal, atendia parte dessesproblemas. Com a criao da Secretaria de Recursos Hdricos no governo atual provavelmenteessa atribuio ficou com essa entidade, pois o artigo 21 da Constituio, esta expresso que"compete Unio" e, no inciso 28, "planejar e promover a defesa permanente contra ascalamidades pblicas, especialmente as secas e as inundaes".

As administraes estaduais, em geral, no esto preparadas tcnica e financeiramentepara planejar e controlar esses impactos, j que os recursos hdricos so, normalmente,tratados de forma setorizada (energia eltrica, abastecimento urbano e tratamento de esgoto,irrigao e navegao), sem que haja maior interao na administrao e seu controle. Aregulamentao do impacto ambiental envolve o controle da ao do homem sobre o meioambiente e no a preveno e controle de enchentes. Os municpios foram pressionados aestabelecerem o Plano Diretor Urbano, o qual, na sua quase totalidade, no contempla osaspectos de preveno contra a ocupao dos espaos de risco de enchentes. Observa-se queos Planos Diretores j tratam de aspectos de preservao ambiental do espao, disseminadospela divulgao da proteo ambiental, mas, por falta de conhecimento e orientao, no seobserva nenhum dispositivo de preveno da ocupao das reas de risco de enchentes.

O prejuzo mdio de inundao, nos Estados Unidos, chegou a cerca de 7 bilhes dedlares anuais (estimativa de 1983, Hudlow et al., apud NRC, 1991). No Brasil, so raros osestudos que quantificam esse impacto. JICA (1986) estimou em 7% do valor de todas aspropriedades de Blumenau o custo mdio anual de enchentes para essa cidade e em 22milhes de dlares para todo o Vale do Itaja. O prejuzo previsto para uma cheia de 50 anosfoi de 250 milhes de dlares.

As medidas de controle de inundaes podem ser classificadas em estruturais, quandoo homem modifica o rio, e em no-estruturais, quando o homem convive com o rio. Noprimeiro caso, esto as medidas de controle atravs de obras hidrulicas, tais como barragens,diques e canalizao, entre outras. No segundo caso, encontram-se medidas do tipopreventivo, tais como zoneamento de reas de inundao, alerta e seguros. Evidentementeque as medidas estruturais envolvem custos maiores que as medidas no-estruturais.

As principais medidas de controle de enchentes no-estruturais so: zoneamento de

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reas de inundao, sistema de alerta ligado defesa civil e seguros. O zoneamento baseado no mapeamento das reas de inundao dentro da delimitao da cheia de 100 anosou a maior registrada. Dentro dessa faixa, so definidas reas de acordo com o risco e com acapacidade hidrulica de interferir nas cotas de cheia a montante e a jusante. Aregulamentao depende das caractersticas de escoamento, topografia e tipo de ocupaodessas faixas. O zoneamento incorporado pelo Plano Diretor Urbano da cidade eregulamentado por legislao municipal especfica ou pelo Cdigo de Obras. Para as reas jocupadas, o zoneamento pode estabelecer um programa de transferncia da populao e/ouconvivncia com os eventos mais freqentes. O sistema de alerta tem a funo de prevenircom antecedncia de curto prazo, reduzindo os prejuzos, pela remoo, dentro da antecipaopermitida. Alm disso, o sistema de alerta fundamental para os eventos que atingemraramente as cotas maiores, quando as pessoas sentem-se seguras.

A soluo ideal deve ser definida para cada caso em funo das caractersticas do rio,do benefcio da reduo das enchentes e dos aspectos sociais de seu impacto. Certamente,para cada situao, medidas estruturais e no-estruturais podem ser combinadas para umamelhor soluo. De qualquer forma, o processo de controle inicia pela regulamentao do usodo solo urbano, atravs de um plano diretor que contemple as enchentes.

Em 1936, nos Estados Unidos, foi aprovada uma legislao, a nvel federal, sobrecontrole de enchentes, que identificava a natureza pblica dos programas de reduo deenchentes e caracterizava a implantao de medidas fsicas ou estruturais como um meio dereduzir esses danos. Com isso, acelerou-se a ocupao das vrzeas, o que resultou emaumento dos danos ocasionados pelas enchentes. Em 1966, o governo reconheceu que asmedidas anteriores eram inadequadas, devido ao seu alto custo, e deu nfase a medidas no-estruturais, principalmente ao programa de seguros. Nesse programa, toda obra financiadapelo governo e outras entidades particulares exige que o proprietrio que ocupa a rea deinundao pague um seguro de enchentes.

No Brasil, no existe nenhum programa sistemtico de controle de enchentes queenvolva seus diferentes aspectos. O que se observa so aes isoladas por parte de algumascidades. Estrela, no Rio Grande do Sul, implementou, dentro de seu Plano Diretor, a legislaode zonas de uso especial, definidas pela restrio de ocupao e de construes abaixo dedeterminadas cotas, estabelecidas no zoneamento de inundao previamente elaborado(Rezende e Tucci, 1979). O municpio prev, na legislao, a troca de rea de inundao porndice de ocupao em zonas valorizadas, como uma forma de adquirir reas de risco para usopblico. O DAEE (1990), com o apoio de vrias Associaes ligadas a Recursos Naturais,desenvolveu recomendaes para artigos da seo de Recursos Hdricos nas leis orgnicasdos municpios, onde, no art. 2, inciso IV, prescrito que se deve " proceder ao zoneamentodas reas sujeitas a riscos de inundaes, .." e, no inciso VI, recomendado o seguinte: "implantar sistema de alerta e defesa civil, para garantir a sade e segurana pblicas, quandode eventos hidrolgicos indesejveis".

Como se observa, no existe nenhum programa sistemtico em qualquer nvel paracontrole da ocupao das reas de risco de inundao no Brasil. H, apenas, poucas aesisoladas de alguns poucos profissionais. Em geral, o atendimento a enchente somente realizado depois de sua ocorrncia. A tendncia que o problema fique no esquecimento apscada enchente, retornando na seguinte. Isso se deve a vrios fatores, entre os quais esto osseguintes:

falta de conhecimento sobre controle de enchentes por parte dos planejadoresurbanos;

desorganizao, a nveis federal e estadual, sobre controle de enchentes; pouca informao tcnica sobre o assunto a nvel de graduao na Engenharia; o desgaste poltico para o administrador pblico, resultante do controle no-estruturall

(zoneamento), j que a populao est sempre esperando uma obra hidrulica; falta de educao da populao sobre controle de enchentes.

3. Mananciais Urbanos

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Os mananciais urbanos so as fontes disponveis de gua no qual a populao pode serabastecida nas suas necessidades. O manancial deve possuir quantidade e qualidade de guaadequada ao seu uso. O uso mais nobre o consumo de gua de gua pela populao oudenominado de consumo domstico.

O desenvolvimento urbano a medida que aumenta envolve duas atividades conflitantes,aumento da demanda de gua com qualidade e a degradao dos mananciais urbanos porcontaminao dos resduos urbanos e industriais.

A tendncia do desenvolvimento urbano o de contaminar a rede de escoamentosuperficial com despejos de esgotos cloacais e pluviais inviabilizando o manancial e exigindonovos projetos de captao de reas mas distantes, no-contaminadas, ou o uso de tratamentode gua e esgoto mais intensivo, o que envolvem custos maiores

Nesse captulo so destacados os aspectos da bacia hidrogrfica que envolve omanancial de abastecimento j que no captulo xx so abordados os aspectos referente aoabastecimento: aduo, tratamento e distribuio e; esgoto: coleta, tratamento e despejo, almdo lixo urbano.

3.1 Caracterizao dos mananciais urbanos

Os principais mananciais de suprimento de gua de uma populao so:

guas superficiais e; guas subterrneas.

guas superficiais so encontradas na rede de rios da bacia hidrogrfica onde a populaose desenvolve. Uma seo de um rio define a sua bacia hidrogrfica. Essa bacia a readefinida pela topografia superficial em que, a chuva ali precipitada, potencialmente contribuicom escoamento pela seo que a define. A vazo de um rio varia muito ao longo do ano,portanto necessrio conhecer essa variabilidade para melhor definir a disponibilidade naturaldo rio no atendimento da demanda.

A disponibilidade hdrica depende da capacidade de regularizao natural do rio aolongo do ano. Poder existir um parcela do ano em que o rio no atender a demanda sendonecessrio regularizar a vazo atravs de um reservatrio. A capacidade mxima deregularizao de um reservatrio a vazo mdia de longo perodo da bacia, estimada pelamdia das mdias anuais.

A disponibilidade hdrica de uma bacia avaliada com base na srie hidrolgica devazes afluentes atravs da sua distribuio estatstica temporal. Essas vazes dependem dascaractersticas da precipitao, evapotranspirao (total, variabilidade temporal e espacial) eda superfcie do solo , que so os condicionantes naturais.

As funes estatsticas hidrolgicas mais utilizadas para avaliao da disponibilidadehdrica so a curva de permanncia e a curva de regularizao. A curva de permannciarelaciona a probabilidade de que uma vazo seja maior ou igual durante o ano (ou do perododa srie). Na figura 3.1, a vazo de Q75 indica que no rio 75% da vazes so maiores ou iguaisa esse valor. A curva de regularizao relaciona vazo, volume necessrio para regularizar areferida vazo e o nvel de probabilidade da relao (figura 3.2).

A demanda urbana usualmente pode ser atendida por pequenas bacias hidrogrficas. Naregio Sul e Sudeste do Brasil as pequenas bacias ( < 500 km2) tm vazo especfica entre 15e 25 l/s.km2. A demanda usual de cidades mdias e grande da ordem de 200 l/ha.dia. Dessaforma, considerando um valor mdio para o intervalo acima e que seja possvel regularizar 70%da mdia, 1 km2 poderia abastecer cerca de 6.000 pessoas. Quando o atendimento dademanda realizado partir de grandes mananciais o risco de atendimento quanto aquantidade muito pequeno e pode ser realizado usualmente sem regularizao.

guas subterrneas: a gua subterrnea a maior reserva de gua doce do globo. Osaqferos, onde ficam esses reservatrios podem ser confinados ou no confinados. Osprimeiros, devido a formao geolgica, possuem presso superior a atmosfrica e soalimentados por recargas em cotas superiores ao ponto de captao. Nos aquferos no-confinados a gua no est sob presso e pode ser alimentada pelo fluxo local (da mesma

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forma que pode ser contaminada). Para maiores detalhes consulte o captulo xxx. A grandevariabilidade das condies de solo e geologia fazem com que a capacidade dearmazenamento nas guas subterrneas dependa dessas condies quanto a sua exploraopara atendimento do abastecimento.

Figura 3.1 Curva de permanncia de vazes

Por exemplo, no Rio Grande do Sul na provncia hidrogeolgica do Planalto existe 80%de chance que a vazo de um poo seja maior que 2,2 m3/h, enquanto que na provnciahidrogeolgica do Botucatu Sotoposto ao Basalto a Leste essa vazo 6,7 m3/h. No primeirocaso seria possvel atender 264 pessoas por dia e no segundo 804. Existem regies onde osubsolo composto apenas por rochas, onde a gua escoa apenas pelas fraturas e adisponibilidade muito baixa.

Figura 3.2 Curva de Regularizao

A vantagem do manancial subterrneo tem sido a capacidade de atendimento distribudoatravs de poos, no entanto essa alternativa no tem sido usual no Brasil para o atendimentoa grandes comunidades devido a demanda alta.

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Usualmente o abastecimento atravs de gua subterrnea tem sido realizado paracomunidades menores e distribudas espacialmente. Essas condies dependem dacapacidade de explorao das guas subterrneas e da contaminao dos aqferos.

3.2 Contaminao dos mananciais

A contaminao das fontes de mananciais ocorrem devido ao desenvolvimento urbano erural atravs do seguinte:

Esgotos domsticos e industriais: principal fonte de contaminao dos mananciais urbanosso os esgotos domsticos e industriais.

A contaminao das guas subterrneas ocorre principalmente devido ao seguinte:

1. desenvolvimento da maioria das cidade realizado com uso de fossa sptica quecontamina o lenol fretico, portanto a tendncia de que as guas subterrneasno-confinadas sejam contaminadas.

2. Contaminao dos aqferos confinados, que potencialmente devem possuir melhorqualidade de gua, atravs da perfurao de poos sem cuidados especficos paraevitar a ligao entre as camadas do sub-solo;

3. a localizao dos depsitos de lixo contamina o aqifero pela lixiviao dosperodos chuvosos. A localizao desses depsitos deve ser cuidadosa, evitando-sereas de recarga, e seu efluente controlado;

4. vazamento de rede de esgotos cloacais e pluviais tende a contaminar o aqferocom o despejo de poluentes proveniente dessas fontes;

5. Contaminao de reas de recarga;6. Uso de produtos fertilizantes e pesticidas na agricultura podem contaminar as guas

subterrneas aps algumas colheitas;7. Despejo de resduos de cargas industriais sobre reas de recarga para depurao

de efluentes desse tipo tende a contaminar guas subterrneas.

Existe a tendncia de utilizar-se a terminologia de poos artesianos para poosprofundos, mesmo que no-confinados, o que leva a falsa idia de que esto protegidos contracontaminao. No entanto, mesmo em camadas muito profundas e baixa percolao, osmananciais podem ser contaminados aps um perodo longo. Portanto, o monitoramento daqualidade das guas de poos deve ser realizado freqentemente.

A contaminao das guas superficiais, caraterizada pelos rios urbanos ou queatravessam cidades ocorrem devido ao seguinte:

1. despejos de poluentes dos esgotos cloacais domsticos ou industriais;2. despejos de esgotos pluviais agregados com lixo urbano;3. escoamento superficial que drena reas agrcolas tratadas com pesticidas ou outros

compostos;4. drenagem de gua subterrnea contaminada que chega ao rio.

3.3 Proteo dos mananciais urbanos

Legislao

A Resoluo n. 20 de 18/6/86 do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA)classifica as guas doces, salobras e salinas do pas. A classificao se baseiafundamentalmente no uso da gua. Na tabela 3.1 so apresentadas as classes e usos e oscondies quanto aos parmetros de qualidade da gua da classe 2 so apresentados natabela 3.2.

A lei n. 8935 de 7/3/89 dispe sobre os requisitos mnimos para guas provenientes debacias de mananciais destinadas a abastecimento pblico. Estabelece que os requisitosmnimos deve ser seu enquadramento na Classe 2 e estabelece como atividades proibidas nabacia o seguinte:

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Industriais: fecularia de mandioca ou lcool, industrias metalrgicas que trabalhem commetais txicos, galvanoplatia, indstrias qumicas em geral, matadouros, artefatos deaianto, processadoras de material radiativo;

hospitalares: hospitais, sanatrios e leprosrios; depsitos de lixo; parcelamento de solo de alta densidade: lotes, desmembramento, conjuntos

habitacionais.

Tabela 3.1 Classificao segundo Normas do CONAMAClasse Uso

Especial abastecimento domstico sem prvia ou com simples desinfeco preservao do equilbrio natural das comunidades aquticas

Classe 1 abastecimento domstico aps tratamento simplificado proteo das comunidades aquticas; recreao de contato primrio (natao, esqui aqutico e mergulho); irrigao de hortalias que so consumidas cruas ou de frutas que se

desenvolvem rente ao solo ou que sejam ingeridas cruas sem remoo depelculas

criao natural e/ou intensiva (aquicultura de espcimes destinadas alimentao humana

Classe 2 abastecimento domstico, aps tratamento convencional; proteo das comunidades aquticas; recreao de contanto primrio (natao, esqui aqutico e mergulho); irrigao de hortalias e plantas frutferas; criao natural e/ou intensiva (aquicultura de espcimes destinadas

alimentao humanaClasse 3 abastecimento domstico aps tratamento convencional;

irrigao de culturas arbreas, cerealferas e forrageiras; dessedentao de animais

Classe 4 navegao harmonia paisagstica usos menos exigentes

Gerenciamento bacias de mananciais

As cidades que utilizam intensamente a gua como fonte de vida e desenvolvimentodevem ter um plano bsico de controle e preservao de seus mananciais de suprimentodentro de um cenrio atual, mdio e longo prazo. A seguir descremos alguns dos elementosessenciais de gerenciamento dessas bacias.

Aspectos Institucionais: Para a maioria das cidades os mananciais representam baciaspequenas ou aqferos de pequena extenso, onde a ao envolve o municpio ou no mximoo Estado. As excees so as Regies Metropolitanas onde a demanda geralmente exigindograndes mananciais. O controle sobre a ocupao e a preservao dos mananciais umprocesso que dever cada vez mais ficar sob a responsabilidade dos municpios onde a prpriaao predatria se inicia. Apenas nas bacias intermunicipais que a tendncia ser de controleestadual, do comit de bacia ou mesmo do consrcio de municpios.

Planejamento e preservao de mananciais: Os estudos necessrios ao planejamento econtrole dos mananciais envolvem:

1. seleo potenciais mananciais: bacias ou aquferos inseridos em bacias:considerando os custos dos aproveitamentos, ocupao das bacias e viabilidadede preservao so selecionados as principais alternativas de mananciais;

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Tabela 3.2 Limites dos parmetros de qualidade da gua para classe 2

Parmetro de Qualidade dagua

Caractersticas limites

DBO5 a 20C (mg/l) 5OD (mg/l) 5 em qualquer amostraPh 6 a 9Amnia (mg/l) 0,02Arsnio (mg/l) 0,05Benzeno (mg/l) 0,01Cdmio (mg/l) 0,001Cianetos (mg/) 0,01Chumbo (mg/l) 0,03Cloretos (mg/l 250Cobre (mg/l 0,02Cromo Hex (mg/l) 0,05ndice de Fenis (mg/l) 0,01Fosfato Total (mg/l) 0,025Ferro Solvel (mg/l) 0,3Mercrio (mg/l) 0,0002Nitrato (mg/l) 10Slidos Dissolvidos Totais(mg/l)

500

Sulfetos (mg/l) 0,002DDT (mg/l) 0,002Aldrin (mg/l) 0,01Paration (mg/l) 0,04coliformes fecais /100ml 1000 ou pelo menos 80% de um

mnimo de cinco amostras mensaiscolhidas em qualquer ms

cor mg Pt/l 75Turbidez UNT 100

ausncia de corantes artificiais queno sejam removveis por processos decoagulao, sedimentao e filtragem

convencionaisausncia de materiais flutuantes,

inclusive espumas no-naturaisausncia de leos e graxas

ausncia de substncias quecomuniquem gosto ou odor

ausncias de substncias queformem depsitos objetveis

2. avaliao da disponibilidade dos mananciais : os mananciais so quantificadosquanto ao atendimento da demanda atual e diferentes cenrios futuros dodesenvolvimento da comunidade, verificando a necessidade de regularizao e oscustos envolvidos;

3. ocupao da bacia e potenciais poluentes: identificao dos usos atuais epropostos para as bacias dos mananciais, identificando fontes potenciais depoluentes com as cargas atuais e projetadas para os cenrios;

4. quantificao atual e potencial da qualidade da gua dos mananciais: com base

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nas fontes atuais e potenciais estimada a qualidade da gua dos mananciais;

5. seleo dos mananciais: com base na qualidade potencial dos mananciais, nodesenvolvimento urbano previsto, nos custos e na capacidade de controle daocupao da bacia so selecionados os mananciais para a cidade;

6. definio de programa de controle do uso do espao e preservao da bacia: umprograma de conservao da bacia deve ser elaborado visando preservar ascondies de qualidade e quantidade da gua como fonte de manancial. Esseprograma poder conter: ocupao pblica de reas atravs de parques,incentivos com impostos de reas preservadas, reflorestamentos, agricultura semuso de defensivos qumicos, entre outros;

7. projeto de aproveitamento da gua: Desenvolvimento do projeto deaproveitamento do manancial dentro dos estgios de desenvolvimento e uso dacomunidade;

8. programa sistemtico de monitoramento da qualidade da gua dos mananciaisselecionados: Monitoramento da quantidade e da qualidade da gua em locaisestratgicos para acompanhamento de qualquer alterao que eventualmentepossa ocorrer;

9. mecanismos de controle institucionais da preservao da bacias mananciais:legislao estadual ou municipal especfica de preservao dos mananciaisselecionados.

10. controle do espao: o monitoramento do espao da bacia essencial devido aogrande nmero de invases e loteamentos clandestinos que ocorrem nas cidadesbrasileiras. Esse processo somente possvel com um forte investimento naeducao ambiental da populao do municpio.

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4. Controle do Impacto da Urbanizao

4.1 Princpios

Os princpios bsicos do controle de enchentes tanto devido as enchentes naturais davrzea como urbanizao so os seguintes (Tucci e Genz, 1995):

A bacia como sistema : Um Plano de Controle de Enchentes de uma cidade ou RegioMetropolitana deve contemplar as bacias hidrogrficas sobre as quais a urbanizao sedesenvolve. As medidas no podem reduzir um impacto de uma rea em detrimento de outra,ou seja os impactos de quaisquer medidas no devem ser transferidos.

As medidas de controle no conjunto da bacia : O controle de enchentes envolvemedidas estruturais e no-estruturais, que dificilmente esto desassociadas. As medidasestruturais envolvem custos que a maioria das cidades no possui recursos para enfrentar.Alm disso, resolvem somente problemas especficos e localizados, sem criar um programapara toda a bacia ou regio urbana de interesse. Isto no significa que este tipo de medida totalmente descartvel. A poltica de controle de enchentes certamente poder chegar asolues estruturais para alguns locais, mas dentro da viso de conjunto de toda a bacia, ondeas mesmas esto racionalmente integrada com outras medidas preventivas (no-estruturais) ecompatibilizadas com o desenvolvimento urbano.

Os meios: Os meios de implantao do controle de enchentes so o Plano DiretorUrbano, Legislao Municipal/Estadual e Manual de Drenagem. O primeiro estabelece aslinhas principais, a legislao controla e o Manual orienta.

O horizonte de expanso : depois que a bacia ou parte da mesma estiver ocupada,dificilmente o poder pblico conseguir responsabilizar aqueles que estiverem ampliando acheia, portanto se a ao pblica no for realizada preventivamente, atravs do gerenciamento,as conseqncias econmicas e sociais futuras sero muito maiores para todo o municpio. OPlano Diretor Urbano deve contemplar o planejamento das reas a serem desenvolvidas e adensificao das reas atualmente loteadas.

O critrio fundamental de no ampliar a cheia natural : A cheia natural no deve serampliada pelos que ocupam a bacia, seja num simples loteamento, como nas obras existentesno ambiente urbano. Isso se aplica a um simples aterro urbano, a construo de pontes,rodovias, e fundamentalmente a impermeabilizao dos loteamentos. O princpio que, decada usurio urbano, no deve ampliar a cheia natural.

O controle permanente: O controle de enchentes um processo permanente, nobasta estabelecer regulamentos e construir obras de proteo, necessrio estar atento aspotenciais violaes da legislao e a expanso da ocupao do solo das reas de risco.Portanto, recomenda-se que:

nenhum espao de risco deve ser desapropriado se no houver uma imediataocupao pblica que evite a sua invaso;

a comunidade deve ter uma participao nos anseios, nos planos, na sua execuo ena contnua obedincia das medidas de controle de enchentes.

A educao : A educao de engenheiros, arquitetos, agrnomos, gelogos entreoutras profisses, da populao e de administradores pblico essencial para que as decisespblicas sejam tomadas conscientemente por todos.

A administrao: A administrao da manuteno e controle um processo local edepende dos municpios, atravs da aprovao de projetos de loteamentos, obras pblicas edrenagens. Os aspectos ambientais so tambm verificados na implantao da rede dedrenagem.

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4.2 Controle de cheias nas reas ribeirinhas

As medidas para controle da inundao podem ser do tipo estrutural e no-estrutural. Asmedidas estruturais so aquelas que modificam o sistema fluvial evitando os prejuzosdecorrentes das enchentes, enquanto que as medidas no-estruturais so aquelas em que osprejuzos so reduzidos pela melhor convivncia da populao com as enchentes. O controlede enchentes pode ser obtido pela combinao de medidas desse tipo ou isoladamente poruma delas.

4.2.1 Medidas Estruturais

As medidas estruturais so obras de engenharia implementadas para reduzir o risco dasenchentes. Essas medidas podem ser extensivas ou intensivas. As medidas extensivas soaquelas que agem na bacia, procurando modificar as relaes entre precipitao e vazo,como a alterao da cobertura vegetal do solo, que reduz e retarda os picos de enchentes econtrola a eroso da bacia. As medidas intensivas so aquelas que agem no rio e podem serde trs tipos (Simons et al. 1977): (i) aceleram o escoamento: construo de diques e polders,aumento da capacidade de descarga dos rios e corte de meandros; (ii) retardam o escoamento:Reservatrios e as bacias de amortecimento; (iii) desvio do escoamento: so obras comocanais e desvios.

Estas medidas so as que vem sendo utilizada na engenharia com custos muito altos. Asmesmas no so apresentadas nesse texto j que podem ser encontradas em vrios livros dehidrulica.

4.2.2 Medidas No-estruturais

As medidas no-estruturais no so projetadas para dar uma proteo completa. Istoexigiria a proteo contra a maior enchente possvel. Esta proteo fisicamente eeconomicamente invivel na maioria das situaes. A medida estrutural pode criar uma falsasensao de segurana, permitindo a ampliao da ocupao das reas inundveis, quefuturamente podem resultar em danos significativos. As medidas no-estruturais, em conjuntocom as anteriores ou sem essas podem minimizar significativamente os prejuzos com umcusto menor. O custo de proteo de uma rea inundada por medidas estruturais geralmente superior ao de medidas no-estruturais.

As principais medidas no-estruturais so as seguintes:

instalao de vedao temporria ou permanente nas aberturas das estruturas; elevao de estruturas existentes; construo de novas estruturas sob pilotis; construo de pequenas paredes ou diques circundando a estrutura;

relocao ou proteo de artigos que possam ser danificados dentro de uma estruturaexistente;

uso de material resistente gua; regulamentao da ocupao da rea de inundao por cercamento; regulamentao do loteamento e cdigo de construo; compra de reas de inundao; seguro de inundao; previso de cheia e plano de evacuao; incentivos fiscais para uso prudente da rea de inundao; poltica de desenvolvimento adequada ao municpio, evitando prejuzos da

inundao.

Zoneamento

Para definio do zoneamento necessrio preparar um mapa de inundao. O mapa

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de inundao composto de linhas que indicam as reas atingidas para um determinado riscode inundao. Para construo do mapa de inundao para planejamento da ocupao pode-se utilizar a seguinte seqncia:

1. As cotas para vrios tempos de retorno na seo do rio junto a cidade so determinadascom base na curva de probabilidade de vazo mxima e transformadas em cotas atravsda curva de descarga;

2. Para cada tempo de retorno (vazo) determinada a linha de gua ao longo da cidadeatravs de do clculo de remanso;

3. escolha o tempo de retorno;4. determine para cada seo do posto fluviomtrico a cota correspondente;5. utilizando a declividade da linha de gua determine os nveis das outras sees ao longo

do eixo do rio dentro da cidade;6. prolongue a linha da seo do rio, at encontrar a cota topogrfica correspondente na

margem;7. os pontos marcados nas margens podem ser ligados, definindo a curva correspondente ao

tempo de retorno.

O zoneamento a definio de um conjunto de regras para ocupao das reas demaior risco de inundao, visando minimizao futura das perdas materiais e humanas emface das cheias.

O Water Resources Council (1971) definiu zoneamento por Zoneamento envolve adiviso de unidades governamentais em distritos e a regulamentao dentro desses distritosde: (a) usos de estruturas e da terra; (b) altura e volume das estruturas; ( c) o tamanho edensidade de uso.

O risco de ocorrncia de inundao varia com a respectiva cota da vrzea, como foiapresentado anteriormente. A delimitao dos distritos do zoneamento depende das cotasaltimtricas. O rio possui um ou mais leitos. O leito menor corresponde a seo doescoamento em regime de nveis mdios ou de cheias pequenas. Esse leito menor costumaser definido naturalmente pela mdia das enchentes (tempo de retorno de cerca de 2 anos). Oleito maior a vrzea que sofre inundaes com risco superior a 2 anos e tem sido delimitadana cota superior pela cheia de 100 anos.

Para o zoneamento, a seo do rio pode ser dividida em trs partes principais:

1. zona de passagem da enchente: Essa parte da seo funciona hidraulicamente epermite o escoamento da enchente. Qualquer construo nessa rea reduzir a rea deescoamento, elevando os nveis a montante dessa seo. Deve-se deixar essa faixadesobstruda;

2. zona com restries: essa a rea restante da superfcie inundvel que deve serregulamentada. Essa zona fica inundada mas, devido s pequenas profundidades e baixasvelocidades, no contribuem muito para o escoamento;

3. zona de baixo risco: pequena probabilidade de inundar, mas necessita regulamentaopara a convivncia da populao com as enchentes, na eventualidade dessas cotas serematingidas.

Previso em tempo real

O controle de enchentes atravs de zoneamento e depois com a existncia de diquesexige a previso em tempo real dos nveis para a cidade.

Um sistema de alerta de previso tempo real envolve os seguintes aspectos:

1. sistema de coleta e transmisso de informaes;2. sistema de processamento de informaes;3. modelo de previso de vazes e nveis;4. procedimentos para acompanhamento e transferncia de informaes para a

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Defesa Civil e Sociedade;5. planejamento das situaes de emergncia atravs Defesa Civil.

Os trs primeiros itens envolve o estabelecimento de procedimentos tcnicos especficose a modelagem do local de interesse. Normalmente estas atividadades so desenvolvidas porentidades que operam a rede de alerta estadual.

Os dois itens seguintes envolvem a transferncia dos nveis para populao atravs dediferentes condies que podem ser as seguintes

1. nvel de acompanhamento: nvel a partir do qual, existe um acompanhamento por partedos tcnicos, da evoluo da enchente. Nesse momento, alertada a Defesa Civil daeventualidade da chegada de uma enchente. Inicia-se nesse momento a previso de nveisem tempo real;

2. nvel de alerta: a partir do qual as entidades prevm que a cota inferior e prvia a quepode produzir prejuzos ser atingida dentro de um horizonte de tempo da previso. ADefesa Civil, Administraes municipais passam a receber regularmente as previses paraa cidade;

3. nvel de emergncia: quando previsto que dentro do tempo de previso ser atingida acota que produz prejuzos. A populao passa a receber as informaes. Essasinformaes so o nvel atual e previsto com antecedncia e o intervalo provvel dos erros,obtidos dos modelos;

As aes de planejamento envolvem: Emergncia: A sociedade local, atravs da Prefeitura deve organizar a Defesa Civil

para os atendimentos de emergncia. Esse planejamento deve estabelecer procedimentos deevacuao e convivncia com a inundao para diferentes partes da cidade, de acordo comfaixas de cotas.

O mapa de alerta preparado com valores de cotas em cada esquina da rea de risco.Com base na cota absoluta das esquinas, deve-se transformar esse valor na cota referente argua. Isto significa que, quando um determinado valor de nvel de gua estiver ocorrendo nargua, a populao saber quanto falta para inundar cada esquina. Isto auxilia a convivnciacom a inundao durante a sua ocorrncia.

Para que este mapa possa ser determinado, necessrio obter todas as cotas de cadaesquina e realizar o seguinte:

1. Para cada cota de esquina, trace uma perpendicular do seu ponto de localizao comrelao ao eixo do rio .

2. Considere a cota da referida esquina como sendo a mesma nesta seo do rio;3. Obtenha a declividade da linha de gua. Escolha o tempo de retorno aproximadamente

pela faixa (mapa de planejamento) em que se encontra a esquina;4. A cota da rgua da esquina ser

DxDistCTCR =

onde CR cota da rgua; CT a cota topogrfica da esquina; D declividade aolongo do rio; Dist a distncia ao longo do rio entre a seo da rgua . O sinal sernegativo se a esquina estiver a montante da seo da rgua, enquanto que serpositivo se estiver a jusante.

O valor a ser colocado no mapa CR. No entanto, caso a populao esteja maisacostumada com o valor da rgua e no da sua cota absoluta deve-se utilizar o nvelda rgua, que

NR=CR-ZR

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onde NR o nvel da rgua; CR a cota da rgua e ZR a cota do zero dargua.

4.3 Controle de Enchentes em reas urbanizadas

4.3.1 Quantificao do impacto da urbanizao sobre o escoamento

Para que se possa efetivamente planejar o impacto do desenvolvimento urbano necessrio quantificar os impactos decorrentes das alteraes da bacia hidrogrfica.

A avaliao do impacto da urbanizao sobre o escoamento pode ser realizada pelomtodo racional a nvel de microbacia urbana (alguns hectares), dentro do conceito de vazode projeto (Bidone e Tucci, 1995; Tucci e Genz, 1995).

Para a macrobacia urbana existem dificuldades adicionais que so as seguintes: (i) comoa bacia se desenvolver no futuro?; (ii) considerando que o processo de ocupaonormalmente ocorre de jusante para montante, como quantificar futuros cenrios nos projetos econtrole da drenagem?

Os mtodos utilizados podem ser os seguintes:

(i) mtodos estatsticos: esses mtodos utilizam-se de dados no-homogneos devazo para estimar o impacto da urbanizao. Usualmente necessitam de uma grandequantidade de informaes em diferentes sub-bacias. A metodologia se baseia naregionalizao de vazes mximas (NERC 1975), utilizando como indicador da urbanizao aparcela urbanizada. Esse tipo de procedimento requer informaes que na maioria dasbacias no existem. Tucci (1996) utilizou regionalizou a curva de vazo mdia das baciasrurais para estimar a vazo mdia de enchente natural da bacia do rio Belm e comparou coma vazo mdia de cheia atual (figura 2.5).

ii) modelos matemticos que determinam a vazo mxima com base na precipitao,j que dificilmente existem dados hidrolgicos monitorados ao longo do tempo que permitamdeterminar, para diferentes tempos de retorno, a diferena entre os cenrios de pr-desenvolvimento e depois de urbanizada, principalmente em bacias urbanas brasileiras.

O clculo realizado com base no risco (tempo de retorno) da precipitao, o que no necessariamente o mesmo risco da vazo. No entanto, as tcnicas de determinao dadistribuio da precipitao e definio dos parmetros buscam maximizar as condiescrticas das cheias (Tucci, 1995), buscando compensar parte dessas incertezas.

Para utilizar os modelos hidrolgicos necessrio a estimativa: (i) das reasimpermeveis e a rede de drenagem da bacia para o cenrio de futura urbanizao. (ii)estimativa dos parmetros dos modelos com base em dados de bacias brasileiras.

O planejamento urbano implementado atravs do plano diretor da cidade e adensidade habitacional o parmetro de planejamento para cada subdiviso da cidade (ebacia). Essa densidade implementada atravs das seguintes restries: ndice de ocupao endice de aproveitamento. O primeiro estabelece a rea ocupada em planta e o segundo serefere ao solo criado ou seja a relao entre a rea construda e a rea do terreno. Paratransferir esses elementos para o modelo hidrolgico, em macro-bacias urbanas, permitindo aestimativa dos cenrios de planejamento urbano necessrio converter densidade habitacionalem reas impermeveis. Como no planejamento urbano no so especificados o arruamento ea distribuio das quadras, mas os condicionantes da ocupao, tornou-se necessrioestabelecer a relao entre essas variveis para as macro-bacias.

SCS (1975) utilizou a rea impermevel e o tempo de concentrao da bacia como osindicadores da alterao urbana, para simular os dois cenrios em macrobacias urbanas.Nesse modelo, os autores apresentam valores tpicos de reas impermeveis, de acordo com otipo de ocupao prevista (residencial, comercial e industrial). Para o tempo de concentrao,so apresentados fatores de correo, de acordo com a rea impermevel e a parcela da baciacom condutos pluviais.

Motta e Tucci (1984) estabeleceram duas curvas que relacionam rea impermevel edensidade habitacional para a bacia do arroio Dilvio em Porto Alegre. Tucci et al (1989)estabeleceram essa relao para a cidade de So Paulo com base em dados de 11 baciasurbanas e, recentemente, Campana e Tucci (1994) apresentaram essa relao com base nosdados de Curitiba, Porto Alegre e So Paulo. Na tabela 4.1 so apresentados os valores da

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curva ajustada. Os dados utilizados no fazem distino entre o tipo de concentrao urbana,j que abordavam reas com pelo menos 2 km2. Essa tabela retrata bacias compredominncia da ocupao residencial e declividade mdia. Pode-se observar da tabela 4.1,que o valor mximo encontra-se em 66,7%. O valor adotado pelo SCS (1975) para reasresidenciais com lotes menores que 500 m2, tpico da ocupao urbana brasileira, de 65%.

Tabela 4.1 Densidade habitacional e rea impermevel(adaptado de Campana e Tucci, 1994)

Densidadehabitacional

(hab/ha)

reaImpermevel

(%)25 11,350 23,375 36,0100 50,0120 58,7150 64,7200 66,7

Para o tempo de concentrao, Motta e Tucci (1984 ) e Tucci et al (1989), utilizaram umfator de correo, baseado no comprimento do canal entre bacias urbanizadas e rurais.Campana (1995) utilizou geoprocessamento para estimar a relao entre o tempo deconcentrao de uma bacia urbana e rural, atravs de uma hipottica malha urbana.

Com base nesses elementos, possvel estimar a alterao do hidrograma devido aocenrio futuro de desenvolvimento urbano, previsto nos Planos Diretores de PlanejamentoUrbano para macrobacias urbanas.

Estes mtodos quantitativos so essenciais para estimar as vazes mximas e ovolumes para os cenrios atuais e futuros do desenvolvimento urbano e avaliar as medidas decontrole.

4.3.2 Medidas de Controle

As medidas de controle do escoamento podem ser classificadas, de acordo com suaao na bacia hidrogrfica, em:

distribuda ou na fonte: o tipo de controle que atua sobre o lote, praas e passeios; na microdrenagem: o controle que age sobre o hidrograma resultante de um ou

mais loteamentos; na macrodrenagem: o controle sobre os principais riachos urbanos.

As medidas de controle podem ser organizadas, de acordo com a sua ao sobre ohidrograma em cada uma das partes das bacias mencionadas acima, em:

infiltrao e percolao: normalmente, cria espao para que a gua tenha maiorinfiltrao e percolao no solo, utilizando o armazenamento e o fluxo subterrneo pararetardar o escoamento superficial;

armazenamento: atravs de reservatrios, que podem ser de tamanho adequado para

uso numa residncia (1-3 m3

) at terem porte para a macrodrenagem urbana (alguns

milhares de m3

). O efeito do reservatrio urbano o de reter parte do volume doescoamento superficial, reduzindo o seu pico e distribuindo a vazo no tempo;

aumento da eficincia do escoamento: atravs de condutos e canais, drenandoreas inundadas. Esse tipo de soluo tende a transferir enchentes de uma rea paraoutra, mas pode ser benfico quando utilizado em conjunto com reservatrios dedeteno;

diques e estaes de bombeamento: soluo tradicional de controle localizado deenchentes em reas urbanas que no possuam espao para amortecimento da

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inundao.

Medidas de controle distribudo

As principais medidas de controle localizado no lote, estacionamento, parques epasseios so denominadas, normalmente, de controle na fonte (source control). As principaismedidas so as seguintes:

o aumento de reas de infiltrao e percolao e o armazenamento temporrio em reservatrios residenciais ou telhados.

As principais caractersticas do controle local do escoamento so as seguintes (Urbonase Stahre, 1993):

aumento da eficincia do sistema de drenagem de jusante dos locais controlados; aumento da capacidade de controle de enchentes dos sistemas; dificuldade de controlar, projetar e fazer manuteno de um grande nmero de

sistemas; os custo de operao e manuteno podem ser altos.

Esse tipo de sistema tem sido adotado em muitos pases atravs de legislaoapropriada, ou como um programa global de controle de enchentes, como descrito porYoshimoto e Suetsugi (1990) para a bacia do rio Tsurumi, onde foram construdos cerca de 500

reservatrios de reteno de 1,3 m3

.Instalaes comerciais, industriais e esportivas que impermeabilizam o solo numa

proporo significativa devem ser responsabilizadas pela distribuio de volume, evitando queaumente a vazo mxima a jusante; caso contrrio, reduz-se a capacidade dos condutos detransportar a cheia, provocando inundao. Em geral, o agente causador do acrscimo davazo fica a montante do local de sua conseqncia. Sendo assim, se no houverregulamentao e educao sobre o assunto, os impactos se multiplicar-se-o, como jacontece em grande parte das cidades brasileiras.

Infiltrao e percolao: Os sistemas urbanos, como mencionado anteriormente, criamsuperfcies impermeveis que no existiam na bacia hidrogrfica, gerando impactos deaumento do escoamento, que transportado atravs de condutos e canais. Esses dispositivoshidrulicos apresentam custos diretamente relacionados com a vazo mxima, aumentada pelaimpermeabilizao. Para reduzir esses custos e minimizar os impactos a jusante, uma dasaes a de permitir maior infiltrao da precipitao, criando condies, o mais prximospossvel, s condies naturais.

As vantagens e desvantagens dos dispositivos que permitem maior infiltrao epercolao so as seguintes (Urbonas e Stahre, 1993):

aumento da recarga; reduo de ocupao em reas com lenol fretico baixo;preservao da vegetao natural; reduo da poluio transportada para os rios;reduo das vazes mximas jusante; reduo do tamanho dos condutos;

os solos de algumas reas podem ficar impermeveis com o tempo; falta demanuteno; aumento do nvel do lenol fretico, atingindo construes em subsolo.

A infiltrao o processo de transferncia do fluxo da superfcie para o interior do solo. Acapacidade de infiltrao depende das caractersticas do solo e do estado de umidade dacamada superior do solo, denominada tambm de zona no-saturada. A velocidade do fluxo degua atravs da camada no-saturada do solo at o lenol fretico (zona saturada) denominado de percolao. A percolao tambm depende do estado de umidade da camadasuperior do solo e do tipo de solo. Determinados tipos de solos apresentam maioresdificuldades de percolao e pequeno volume de armazenamento, o que inviabiliza seu uso, jque podero: (i) manter nveis de gua altos por muito tempo na superfcie; (ii) ter pouco efeito

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na reduo do volume final do hidrograma.Os principais dispositivos para criar maior infiltrao so discutidos a seguir:

Planos de infiltrao: existem vrios tipos, de acordo com a sua disposio local.Em geral, essas reas so gramados laterais, que recebem a precipitao de uma reapermevel, como residncia ou edifcios (figura 4.1). Durante precipitaes intensas,essas reas podem ficar submersas, se a sua capacidade for muito inferior intensidadeda precipitao. Caso a drenagem transporte muito material fino, a capacidade deinfiltrao pode ser reduzida, necessitando limpeza do plano para manter suacapacidade de funcionamento.

Valos de infiltrao: esses so dispositivos de drenagem lateral, muitas vezesutilizados paralelos s ruas, estradas, estacionamentos e conjuntos habitacionais, entreoutros (Figura 4.2). Esses valos concentram o fluxo das reas adjacentes e criamcondies para uma infiltrao ao longo do seu comprimento. Aps uma precipitaointensa, o nvel sobe e, como a infiltrao mais lenta, mantm-se com gua durantealgum tempo. Portanto, o seu volume deve ser o suficiente para no ocorrer alagamento.Esse dispositivo funciona, na realidade, como um reservatrio de deteno, medidaque a drenagem que escoa para o valo superior capacidade de infiltrao. Nosperodos com pouca precipitao ou de estiagem, ele mantido seco. Esse dispositivopermite, tambm, a reduo da quantidade de poluio transportada a jusante.

Bacias de percolao: dispositivos de percolao dentro de lotes permitem,tambm, aumentar a recarga e reduzir o escoamento superficial. O armazenamento realizado na camada superior do solo e depende da porosidade e da percolao.Portanto, o lenol fretico deve ser baixo, criando espao para armazenamento. Parareas de lenol fretico alto, esse tipo de dispositivo no recomendado. As bacias soconstrudas para recolher a gua do telhado e criar condies de escoamento atravs dosolo. Essas bacias so construdas removendo-se o solo e preenchendo-o comcascalho, que cria o espao para o armazenamento (figura 4.3). De acordo com o solo, necessrio criar-se maiores condies de drenagem. Para o solo argiloso com menorpercolao, necessrio drenar o dispositivo de sada. A principal dificuldadeencontrada com o uso desse tipo de dispositivo o entupimento dos espaos entre oselementos pelo material fino transportado, portanto recomendvel o uso de um filtro dematerial geotextil. De qualquer forma, necessrio a sua limpeza aps algum tempo(Urbonas e Stahre, 1993).

Figura 4.1 Planos de infiltrao com valo de infiltrao

Dispositivos hidrulicos permeveis: existem diferentes tipos de dispositivos quedrenam o escoamento e podem ser construdos de forma a permitir a infiltrao. Alguns dessesdispositivos so:

entradas permeveis na rede de drenagem. Na figura 4.4a, observa-se um filtro,

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na parte superior da caixa, para evitar entupimento; trincheiras ou valas permeveis que, no fundo, so um caso especial de bacia depercolao e consistem de uma caixa com cascalho e filtro por onde passa umconduto poroso ou perfurado (figura 4.4b); meio fio permevel: esse dispositivo utilizado fora do lote ou dentro decondomnios, indstrias ou reas comerciais (figura 4.4c).

Figura 4.2 - Valos de infiltrao (Urbonas e Stahre, 1993)

Figura 4.3 Exemplo de bacia de percolao (Holmstrand, 1984)

Pavimentos permeveis: o pavimento permevel pode ser utilizado em passeios,estacionamentos, quadras esportivas e ruas de pouco trfego. Em ruas de grande trfego,esse pavimento pode ser deformado e entupido, tornando-se impermevel.

Esse tipo de pavimento pode ser de concreto ou de asfalto e construdo da mesmaforma que os pavimentos tradicionais, com a diferena que o material fino retirado da mistura.Alm dessas superfcies tradicionais, existem os pavimentos construdos com mdulos deblocos de concretos vazados.

Quando esses pavimentos so construdos para reter parte da drenagem, necessrioque sua base esteja, pelo menos, 1,2 m acima do lenol fretico do perodo chuvoso. A base drenada com canos perfurados espaados de 3 a 8 m. O sistema de drenagem deve prever oesgotamento do volume existente na camada do solo num perodo de 6 a 12 horas (Urbonas eStahre, 1993).

As vantagens desse tipo de controle podem ser as seguintes: reduo do escoamentosuperficial previsto com relao a superfcie impermevel; reduo dos condutos da drenagempluvial; reduo de custos do sistema de drenagem pluvial e da lmina de gua deestacionamentos e passeios. As desvantagens so: a manuteno do sistema para evitar quefique colmatado com o tempo; maior custo direto de construo (sem considerar o benefcio dereduo dos condutos); contaminao dos aqferos.

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a - entradas permeveis da drenagem

b - trincheiras ou valas permeveis

c - meio fio permevel

Figura 4.4 Dispositivos hidrulicos permeveis (Fujita, 1984)

Armazenamento: O armazenamento pode ser efetuado em telhados, em pequenosreservatrios residenciais, em estacionamentos em reas esportivas, entre outros.

Telhados: o armazenamento em telhados apresenta algumas dificuldades, que so amanuteno e o reforo das estruturas. Devido as caractersticas de clima brasileiro e ao tipode material usualmente utilizado nas coberturas, esse tipo de controle dificilmente seriaaplicvel nossa realidade.

Lotes urbanos: o armazenamento no lote pode ser utilizado para amortecer oescoamento, em conjunto com outros usos, como abastecimento de gua, irrigao de grama elavagem de superfcies ou de automveis. Na figura 4.5, apresentado um reservatrio desse

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tipo.Em regies com pequena capacidade de distribuio de gua, a precipitao nos

telhados escoada diretamente para um poo subterrneo e, depois, clorada para usodomstico. A gua coletada em telhados de centros esportivos pode ser coletada diretamente

para uso de limpeza. Considerando-se uma superfcie de 120 m2, com uma precipitao anual

de 1500 mm, possvel obter-se 360 m3 por ano, que, distribudos, representam cerca de 15

m3 por ms, o suficiente para abastecer uma residncia. Evidentemente que, medida em que

o reservatrio mantido com gua, reduz-se sua capacidade de amortecimento.

Figura 4.5 Reservatrio com usos variados (Fujita, 1993)

Tucci (1997) utilizou como critrio o seguinte: (i) Lotes de tamanho usualmente utilizadosnas cidades brasileiras: 300, 400, 500 e 600 m2. Para esses lotes foram adotadas frentes de10, 12, 15 e 16 m, respectivamente. A distncia adotada a diagonal do lote retangular. Odesnvel no lote foi adotado de 1%. Nesse caso, para declividades maiores existe a tendnciado volume diminuir, portanto, os valores obtidos so conservadores; (ii) O coeficiente deescoamento (Wilken, 1978) para condies naturais adotado foi de 0,1 (matas, parques ecampos de esporte) e para desenvolvimento do lote 0,5 (Edificaes com poucas superfcieslivres); (iii) tempo de retorno de 2. Com base nesses elementos estimou qual deveria ser ovolume necessrio para amortecer a urbanizao total do lote. Como esses resultadosdependem da curva de Intensidade-durao e freqncia de cada local, na tabela 4.2 soapresentados os valores para diferentes cidades brasileiras com base nos valores da IDFpublicado por Pfastetter (1957).

Para o lote padro mnimo das cidades brasileiras, que 300 m2, observa-se que necessrio, em mdia 1,54 m3 de volume de deteno para um tempo de retorno de 2 anos,variando, para 67% dos casos entre 1,31 e 1,87 m3.

A vazo especfica para esse tamanho de lote de 5,15 l/m2, podendo chegar a 6,66l/m2 para lotes de 600 m2. O aumento do volume por unidade de rea para lotes maiores devido a diferena de tempo de concentrao dos dois cenrios.

Medidas de Controle no Loteamento

A medida de controle de escoamento na microdrenagem tradicionalmente utilizadaconsiste em drenar a rea desenvolvida atravs de condutos pluviais at um coletor principalou riacho urbano. Esse tipo de soluo acaba transferindo para jusante o aumento doescoamento superficial com maior velocidade, j que o tempo de deslocamento do escoamento menor que nas condies preexistentes. Dessa forma, acaba provocando inundaes nostroncos principais ou na macrodrenagem.

Como foi apresentado anteriormente, a impermeabilizao e a canalizao produzemaumento na vazo mxima e no escoamento superficial. Para que esse acrscimo de vazomxima no seja transferido a jusante, utiliza-se o amortecimento do volume gerado, atravsde dispositivos como: tanques, lagos e pequenos reservatrios abertos ou enterrados, entre

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outros. Essas medidas so denominadas de controle a jusante (downstream control).Tabela 4.2 - Volume de deteno em m3 em funo do tamanho do lote para algumas

cidades brasileiras, Tempo de retorno de 2 anosCidades rea

doLote m2

300 400 500 600Florianpo

lis1,14 1,74 2,26 3,08

Aracaju 1,42 2,12 2,73 3,64Belm 1,79 2,67 3,44 4,58B.

Horizonte1,66 2,47 3,18 4,22

Caxias Sul 1,36 2,03 2,62 3,48Cuiab 1,86 2,77 3,57 4,74Curitiba 1,63 2,42 3,12 4,14Fortaleza 2,18 3,25 4,19 5,56Goinia 1,86 2,77 3,57 4,74R. Janeiro 1,2 1,84 2,39 3,26J. Pessoa 1,19 1,81 2,34 3,16Macei 1,04 1,58 2,05 2,78Manaus 2,01 2,98 3,84 5,09Natal 1,3 1,94 2,5 3,33Niteri 1,67 2,49 3,21 4,27P. Alegre 1,3 1,94 2,5 3,33P. Velho 2,07 3,09 3,98 5,28R. Branco 1,74 2,6 3,36 4,47Salvador 1,15 1,75 2,27 3,09So Luiz 1,43 2,18 2,82 3,83S. Carlos 1,66 2,49 3,21 4,29Uruguaian

a1,32 2,01 2,6 3,54

Mdia1,54 2,32 2,99 4,00

Desv.Padro 0,33 0,48 0,61 0,79

Cv0,21 0,21 0,21 0,20

q (l/m2)5,15 5,79 5,98 6,66

O objetivo das bacias ou reservatrios de deteno minimizar o impacto hidrolgico dareduo da capacidade de armazenamento natural da bacia hidrogrfica.

Esse controle tem as seguintes vantagens e desvantagens (Urbonas e Stahre, 1993):custos reduzidos, se comparados a um grande nmero de controles distribudos; custo menorde operao e manuteno; facilidade de administrar a construo; dificuldade de achar locaisadequados; custo de aquisio da rea; reservatrios maiores tm oposio por parte dapopulao.

Esse controle tem sido utilizado quando existem restries por parte da administraomunicipal ao aumento da vazo mxima devido ao desenvolvimento urbano, e assim, j foiimplantado em muitas cidades de diferentes pases. O critrio normalmente utilizado que avazo mxima da rea, com o desenvolvimento urbano, deve ser menor ou igual vazomxima das condies preexistentes para um tempo de retorno escolhido.

Caractersticas e funes dos reservatrios

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Os reservatrios de deteno so utilizados de acordo com o objetivo do controledesejado. Esse dispositivo pode ser utilizado para:

Controle da vazo mxima: Este o caso tpico de controle dos efeitos de inundaosobre reas urbanas. O reservatrio utilizado para amortecer o pico a jusante, reduzindo aseo hidrulica dos condutos e mantendo as condies de vazo preexistentes na readesenvolvida.

Controle do volume: normalmente, esse tipo de controle utilizado quando oescoamento cloacal e pluvial so transportados por condutos combinados ou quando recebe agua de uma rea sujeita a contaminao. Como a capacidade de uma estao de tratamento limitada, necessrio armazenar o volume para que possa ser tratado. O reservatriotambm utilizado para a deposio de sedimentos e depurao da qualidade da gua,mantendo seu volume por mais tempo dentro do reservatrio. O tempo de deteno, que adiferena entre o centro de gravidade do hidrograma de entrada e o de sada, um dosindicadores utilizados para avaliar a capacidade de depurao do reservatrio.

Controle de material slido: quando a quantidade de sedimentos produzida significativa, esse tipo de dispositivo pode reter parte dos sedimentos para que sejam retiradosdo sistema de drenagem.

Esses reservatrios podem ser dimensionados para manterem uma lmina permanentede gua (reteno), ou secarem aps o seu uso, durante uma chuva intensa para seremutilizados em outras finalidades (deteno) (figura 4.6a ) A vantagem da manuteno da lminade gua e do conseqente volume morto que no haver crescimento de vegetaoindesejvel no fundo, sendo o reservatrio mais eficiente para controle da qualidade da gua.O seu uso integrado, junto a parques, pode permitir um bom ambiente recreacional. Avantagem de utilizao desse dispositivo seco que pode ser utilizado para outras finalidades.Uma prtica comum consiste em dimensionar uma rea com lmina de gua para escoar umacheia freqente, como a de dois anos, e planejar a rea de extravasamento com paisagismo ecampos de esporte para as cheias acima da cota referente ao risco mencionado. Quando amesma ocorrer, ser necessrio realizar apenas a limpeza da rea atingida, sem maioresdanos a montante ou a jusante.

Na figura 4.6, so apresentados, de forma esquemtica, o reservatrio mantido seco e ocom lmina de gua. Os reservatrios ou bacias de deteno mantidas secas so os maisutilizados nos Estados Unidos, Canad e Austrlia. So projetados, principalmente, paracontrole da vazo, com esvaziamento de at seis horas e com pouco efeito sobre a remoode poluentes. Aumentando-se a deteno para 24 a 60 h, poder haver melhora na remoode poluentes (Urbonas e Roesner, 1994). Esse tipo de dispositivo retm uma parte importantedo material slido.

Os reservatrios de deteno com lmina de gua permanente so mais eficientes nocontrole de poluentes. Nos reservatrios que se mantm secos, mas que esto ligadosdiretamente drenagem, existe uma seo menor para o escoamento durante as estiagens.Nesse caso, conveniente que o fundo dessa drenagem seja de concreto para facilitar alimpeza.

Esse tipo reservatrio pode ter um fundo natural, escavado ou de concreto. Osreservatrios em concreto so mais caros, mas permitem paredes verticais, com aumento devolume. Isso til onde o espao tem um custo alto.

ASCE (1985) menciona que as instalaes de deteno desse tipo que tiveram maiorsucesso foram as que se integraram a outros usos, como a recreao, j que a comunidade, noseu cotidiano, usar esse espao de recreao. Portanto, desejvel que o projeto dessesistema esteja integrado ao planejamento do uso da rea.

Localizao

Como foi mencionado acima, os reservatrios podem ser abertos ou enterrados, deacordo com as condies para sua localizao. Em locais onde o espao seja reduzido ou queseja necessrio manter-se uma superfcie superior integrada com outros usos, pode-se utilizarreservatrios subterrneos; no entanto, o custo desse tipo de soluo superior ao dos

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reservatrios abertos.Quando a drenagem utiliza a folga de volume do sistema para amortecimento, ele

chamado de on-line. No caso em que o escoamento transferido para a rea deamortecimento, aps atingir uma certa vazo, o sistema denominado off-line.

A localizao depende dos seguintes fatores:

a - reservatrio de deteno

b - reservatrio de reteno

Figura 7.12 - Reservatrios para controle de material slido (Maidment, 1993)

em reas muito urbanizadas, a localizao depende da disponibilidade de espao e dacapacidade de interferir no amortecimento. Se existe espao somente a montante, quedrena pouco volume, o efeito ser reduzido;

em reas a serem desenvolvidas, deve-se procurar localizar o reservatrio nas partesde pouco valor, aproveitando as depresses naturais ou parques existentes. Um bomindicador de localizao so as reas naturais que formam pequenos lagos antes doseu desenvolvimento.

Medidas de controle na macrodrenagem

O controle de vazes na macrodrenagem urbana pode ser realizado por medidasestruturais ou no-estruturais (item anterior).

As principais medidas estruturais so: canalizao, reservatrio de amortecimento ediques em combinao com polders. As medidas no-estruturais envolvem o zoneamento dereas de inundaes, atravs da regulamentao do uso do solo com risco de inundao,ocupao com reas de lazer, seguros contra inundaes e previso em tempo atual, entre

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outras.

Planejamento no controle da macrodrenagem

O controle do impacto do aumento do escoamento devido urbanizao, namacrodrenagem, tem sido realizado, na realidade brasileira, atravs da canalizao. O canal dimensionado para escoar uma vazo de projeto para tempos de retorno que variam de 25 a100 anos. Considere a bacia da figura 4.7. No primeiro estgio a bacia no est totalmenteurbanizada, e as inundaes ocorrrem no trecho urbanizado, onde algumas reas no estoocupadas, porque inundam com freqncia.

Figura 4.7 A ocupao da bacia hidrogrfica e suas conseqncias

Com a canalizao desse trecho, as inundaes deixam de ocorrer. Nas reas que,antes, eram o leito maior do rio e sofriam freqentes inundaes, existiam favelas, ou eramdesocupadas. Essas reas tornam-se valorizadas, pela suposta segurana do controle deenchentes. O loteamento dessas reas leva a uma ocupao nobre de alto investimento. Como desenvolvimento da bacia de montante e o respectivo aumento da vazo mxima, que no controlada pelo poder pblico, voltam a ocorrer inundaes no antigo leito maior. Nessa etapa,no existe mais espao para ampliar lateralmente o canal, sendo necessrio aprofund-lo,aumentando os custos em escala quase exponencial, j que necessrio estruturar asparedes do canal. Esses custos podem chegar a valores de US $ 50 milhes/km.

Esse processo, encontrado em muitas cidades brasileiras, pode ser evitado atravs douso combinado das medidas mencionadas dentro do planejamento urbano, utilizando-se osprincpios de controles mencionado no incio deste captulo.

Para o planejamento de controle da bacia, quando a mesma ainda est no primeiroestgio, pode-se utilizar o seguinte (figura 4.8):

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regulamentao do uso do solo e ocupao, pelo poder pblico, das reasnaturalmente inundveis;

combinar essas reas, para atuarem como bacias de deteno urbanas; regulamentar a microdrenagem para no ampliar a enchente natural, tratando cada

distrito ou sub-bacia de acordo com sua capacidade e transferncia a jusante. Nessecaso, estudada

cada sub-bacia e definido o risco de inundao que cada empreendedor devemanter nas condies naturais;

utilizar parques e as reas mencionadas acima para amortecer e preservar oshidrogramas entre diferentes sub-bacias ;

prever subsdios de impostos para as reas de inundaes e a troca de solo criado porcompra de reas de inundaes;

nenhuma rea desapropriada pelo poder pblico pode ficar sem implantao de infra-estrutura pblica, parque ou rea esportiva; caso contrrio, ser invadida.

Figura 4.8 Planejamento de controle de bacia no primeiro estgio de urbanizao

Wisner e Cheung (1982) apresentaram, conforme tabela 4.3, uma comparao entreoutras alternativas e o uso de parques para amortecimento. Na figura 4.9, so apresentados oparque e os fluxos numa rea urbana.

Quando a bacia encontra-se num estgio avanado de desenvolvimento, a tendncia que as medidas estruturais predominem, com custos altos. No entanto, pode-se minimizaresses custos atravs do aumento da capacidade de amortecimento na bacia urbana, buscandorecuperar, o mximo possvel, o amortecimento natural pela explorao de todas as reaspossveis. Yoshimoto e Suetsugi (1990) descreveram as medidas tomadas para reduzir afreqncia de inundaes no rio Tsurumi, dentro da rea da cidade de Tquio. A bacia foisubdividida em trs: reteno, retardo e reas inferiores, e definida a vazo de controle. Na

rea de reteno, foram obtidos 2,2 milhes de m3 para amortecimento atravs de ao

municipal, alm de outras medidas de retardo. Essas aes reduziram os prejuzos paraenchentes recentes.

4.4 Plano Diretor de Drenagem Urbana

Esses princpios so normalmente aplicados nos pases desenvolvidos. No entanto, arealidade brasileira apresenta caractersticas que dificultam a implementao de alguns dessesprincpios.

Os principais problemas identificados so os seguintes:

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1. Nas reas de periferia das grandes cidades, onde o lote tem menor valor agregado, existeuma pondervel implementao de loteamentos clandestinos nas reas privadas (semaprovao legal na prefeitura);

a - parque

b - o parque e a rede de drenagem

Figura 4.9 Parque de armazenamento (Wisner e Cheung, 1982)

2. Invaso em reas pblicas (reas verdes) reservadas pelo Plano Diretor ou de propriedadepblica. Devido ao carter social da populao envolvida, a consolidao se d pelaimplementada de gua e luz nas habitaes;

3. As reas ribeirinhas de risco de enchentes tem sido ocupada principalmente pela populaode baixa renda, tendo como conseqncia freqentes impactos devido s enchentes;

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Como mencionado, as invases dificultam a regulamentao das reas de periferia,onde o Plano Diretor pouco obedecido, no entanto no restante da cidade o processo dedensificao (construo de moradias, comrcio e industria) tende a acompanhar aregulamentao, o que permite um controle sobre reas em que os loteamentos foramimplantados.

Tabela 4.3 Comparao entre armazenamento em parques e outras alternativas dearmazenamento (Wisner e Cheung, 1982)

Tipo Armazena-mento devale

Deteno comgua

Deteno seca

Armazena-mentoem parque

Armazenamento

Contnuo

contnuo

freqente

raro

Esttica semimportncia

muitoimportante

muitoimportante

menosimportante

Manuteno

Pequena

alta moderada

muitopequena

Probabilidade deacidente

Pequena

moderada

pequena

muitopequena

Custo Alto moderado

moderado

pequeno

Custo daterra

Nenhum

alto alto nenhum

Custo dopaisagismo

Pequeno

alto mdio

mdio

Planejamento

poucoimportante

muitoimportante

muitoimportante

muitoimportante

Bases para o Plano Diretor de Drenagem

Um Plano Diretor de Drenagem Urbana deve buscar: (i) planejar a distribuio da guano tempo e no espao, com base na tendncia de ocupao urbana compatibilizando essedesenvolvimento e a infra-estrutura para evitar prejuzos econmicos e ambientais; (ii) controlara ocupao de reas de risco de inundao atravs de restries na reas de alto risco e; (ii)convivncia com as enchentes nas reas de baixo risco.

Os condicionamentos urbanos so resultados de vrios fatores que no sero discutidosaqui, pois parte-se do princpio que os mesmos foram definidos dentro mbito do Plano DiretorUrbano. No entanto, devido a interferncia que a ocupao do solo tem sobre a drenagemexistem elementos do Plano de Drenagem que so introduzidas no Plano Diretor Urbano ouna legislao de ocupao do solo. Portanto, o Plano de Drenagem urbana (PDU) deve ser umcomponente do Plano Diretor de Planejamento Urbano de uma cidade.

Os controles de enchentes so desenvolvidos por sub-bacias e regulamentados a nvelde distrito. A filosofia de co